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1、城市轨道交通,车辆制动系统维护与检修,NABTESCO型制动控制,项,目,一,课题1 NABTESCO型制动控制系统的组成,课题2 NABTESCO型制动控制系统的控制过程,课题 一,NABTESCO型制动控制系统的组成,【知识要点】,3.熟知制动控制单元内部气路图的组成及各部件的作用；,2.熟知电子控制单元的作用；,5.熟知主风低压开关的作用。,4.熟知列车防滑系统和停放制动控制装置的作用；,1.熟知NABTESCO制动控制系统制动控制装置的组成；,【课题任务】,2.分析电子控制单元和制动控制单元的作用原理；,1.分析NABTESCO制动控制系统制动控制装置的组成，会理解各组成部件的作用；,
2、3.分析停放制动控制装置的作用原理。,【课题1 NABTESCO型制动控制系统的组成】,一、电子控制单元,二、制动控制单元,三、列车防滑系统,五、主风低压开关,四、 停放制动控制装置,六、司机台仪表,每辆车配备一套制动控制装置（其中Tc车制动控制单元内部配备有总风低压压力开关，此信号将串联至紧急回路），用于进行带有空重车调整的常用制动和紧急制动以及滑行保护等的控制，此外具有自诊断等诸多功能。其主要分为电子制动控制单元和制动控制单元。制动控制装置内部部件布局图如图8-1所示：,一、电子控制单元,电子制动控制单元如图8-2所示，具有以下功能： 1.检测2个空气簧的压力并通过压力传感器进行空电转换，
3、从而保证无论空车还是超员均可以得到稳定的牵引力和制动力； 2.进行电空演算，从而进行常用制动控制，并保证优先使用电制动； 3.具有滑行检测和矫正功能，即测定各个车轴的速度，一旦检测出车轮滑行，则通过控制防滑阀来降低制动缸内部压力，从而尽快恢复粘着，使车轮最大限度的利用现有粘着条件； 4.提供状态监测和诊断功能。,图8-2 电子制动控制单元,二、制动控制单元,制动控制单元包括常用制动和紧急摩擦制动所需的所有电空阀和压力传感器。制动控制单元内部气路图如图8-3所示。,图8-3 制动控制单元内部气路图,1.中继阀（RV）,中继阀为气动操作阀，可将大量压缩空气由制动风缸提供给制动缸。供风压力等同于中继
4、阀通过变载截断阀从制动/缓解和紧急阀获得的压力信号。如果压力信号保持一定，中继阀将保持恒定的闸缸压力以防泄露，并自动补充发生的任何泄露。,2.空重车调整阀（VLV）,电子制动控制单元通过压力传感器来感应空气簧的压力，通过总线接收常用制动指令，从而计算出制动缸的压力，并通过控制常用电磁阀中的供给阀和排气阀得电和失电，使实际的制动缸的压力与计算出的制动缸压力相符。,空重车调整阀为机械变压限制装置，它可将中继阀信号阀口的供风压力限制在称重紧急制动所需的压力以下。空重车调整阀只影响紧急制动的压力并正比于空气弹簧压力。此外通过两个连接管路上的节流孔（B05）来减小空气弹簧的压力产生波动。当没有空气簧压力
5、信号时（例如空气簧爆裂），空重车调整阀将默认空载紧急制动值为缺省值。,3.常用制动施加与缓解,4.紧急制动电磁阀（EBV）,紧急制动电磁阀采用得电缓解、失电制动的形式。因此车辆在正常运行期间，紧急制动电磁阀必须得电，无论何种原因导致失电，列车将立即施加紧急制动。 在紧急制动施加期间，通过空重车调整阀进行空重车调节。,三、列车防滑系统,如图8-4所示，车轮滑动保护系统采用基于单轴的滑动检测和矫正功能，即每个轴配备一套速度传感器和防滑阀。,图8-4 防滑阀和速度传感器,四、 停放制动控制装置,停放制动控制装置，如图8-5所示。停放制动电磁阀在车辆正常运行状态下为失电状态，此时停放制动缓解，并通过停
6、放制动压力开关进行反馈，压力设定为500700kPa，即高于700kPa列车停放制动缓解，低于500kPa列车制动将随着压缩空气压力的降低而逐渐施加。 列车通过给电磁阀供电才能施加停放制动，但是在施加停放制动之前，需要先施加空气制动即常用制动或者紧急制动。 安装在制动模块上的停放制动隔离塞门 （K1）由主风进行供风。更换闸瓦时，可操纵此塞门将停放制动装置隔离并排风以实现手动缓解,列车每根轴上均配备一套带停放制动和不带停放制动的踏面制动单元，如图8-6所示，用于执行停放制动、常用制动和紧急制动。,图8-6 带停放制动和不带停放制动踏面制动单元,停车制动采用弹簧施加，充气缓解的形式。在空气制动有效
7、情况下下（常用制动和紧急制动），可以通过司机台上的停放制动的施加按钮(通过控制停放电磁阀K3得电)来实现施加停放制动。停放制动与空气制动使用同一套闸瓦将制动力施加在轮对上。 停放制动具有使超员列车在西安二号线最大坡道上保持静止的能力。 此外配备手动缓解装置，用于在无风或者空气压力低的情况下缓解停放制动。当空气压力恢复时，进行一次空气制动循环（制动-缓解），缓解机构自动复位，并为下一次手动缓解做好准备。,（1）自动磨耗补偿,所有的踏面制动装置都配有闸瓦间隙自动调整器，用以保持闸瓦与车轮间的正确间隙，补偿闸瓦与车轮的磨耗。踏面间隙调整装置能保证在新车轮和新闸瓦的情况下能够顺利安装闸瓦，在磨耗到限的
8、车轮以及磨耗到限的闸瓦能够正常施加常用和紧急制动。,（2）闸瓦,每个车轮上配有一个NABTESCO提供的NC3443型合成闸瓦，如图8-7所示。 闸瓦材料为无石棉材料。闸瓦的使用情况与施加制动的频率、级别、载荷情况以及电制动的使用情况均密切相关，因此闸瓦的更换周期需要根据实际情况而定，磨耗到限的标记如下所示：,基础制动装置采用单侧踏面单元制动缸的制动方式，如图8-8。 每台转向架有四个踏面单元制动缸，分为两个具有停放功能的踏面单元制动缸和两个不具有停放功能的踏面单元制动缸；使用高耐磨合成闸瓦。,图8-8 基础制动装置,1-带停放制动的单元制动缸；2 -单元制动缸；3- 制动配管；4-手动缓解拉
9、链。,踏面单元制动缸能对车轮和闸瓦的磨耗间隙进行自动补偿，同时还设有手动复原装置，通过手动复原装置也可以调整车轮及闸瓦间的间隙，使制动闸瓦和车轮踏面之间的距离保持在510mm。 具有停放功能的踏面单元制动缸还配有手动缓解闸线，手动缓解闸线的把手安装在侧梁上部，可以在必要时很方便的手动缓解停放制动，制动配管采用立体折弯钢管，钢管与钢管、钢管与软管之间采用螺纹连接形式，密封性能较好，方便安装和拆卸。,五、主风低压开关,每辆Tc车上设有一个压力开关（制动控制单元内），用以监控主风压力。当主风压力降至设定值6bar以下时，列车紧急回路将断开，列车将立即实施紧急制动。当压力升到7bar以上，紧急制动才可
10、能进行缓解。,六、司机台仪表,司机台上设置一双针压力表它在驾驶车上显示主风压力和制动缸压力。红针用于显示主风缸的压力，黑针用于显示Tc车第一根轴的制动缸压力。,【实践与训练】,2.按照带停放制动踏面制动单元图，归纳出停放制动作用原理。,学习工作单,课题2,NABTESCO制动控制系统的控制过程,3.熟知车辆滑动保护的作用及工作原理。,【知识要点】,2.熟知负载补偿的过程；,1.熟知常用制动、紧急制动、快速制动及坡道启动的控制过程；,【课题任务】,1.分析常用制动、紧急制动、快速制动及坡道启动，会理解各种制动作用的区别； 2.分析负载补偿的工作原理； 3.对车辆滑动保护会进行分析。,【课题1 N
11、ABTESCO型制动控制系统的控制过程】,一、常用制动,三、快速制动,二、紧急制动（安全制动）,四、 坡道启动,五、冲动限制,六、负载补偿（空重车调节）,七、车轮滑动保护,一、常用制动,列车按照1动1拖为一个单元进行系统设计，进行常用制动时，系统程序将最大可能地采用电制动，空气制动通常作为电制动的补充。 常用制动可通过司机控制器手动实施或者ATO系统自动实施，但其最终均通过ATI进行控制。每辆车上的电子制动控制单元(ECU)直接与它通讯的RS485总线相连，ATI接收来自每辆车电子制动控制单元发送过来的车重信号和来自司机控制器的指令信号。根据此指令和载荷信号，计算每辆车需要的制动力，减去可实现
12、的动力制动力，算出每辆车需要的摩擦制动。此指令通过RS485总线直接送给每辆车的ECU。,二、紧急制动（安全制动）,列车以“故障安全”为原则进行系统设计，因此紧急回路采用得电缓解，失电制动的形式。 当紧急制动回路断开时，所有车辆的牵引将被封锁。 紧急制动为独立系统，并采用“得电缓解” 形式，紧急制动由空气制动系统根据车重独自承担，并且具有0速连锁功能，防止在紧急制动期间出现意外。,任何以下装置的动作均会断开紧急制动回路，使每辆车的紧急制动电磁阀失电，从而施加紧急制动： 1）触发司控器中的警惕装置； 2）按下司机室控制台上的紧急制动按钮（击打式按钮）； 3）列车脱钩； 4）总风欠压； 5）紧急制
13、动电气列车线环路中断或失电； 6）DC110V控制电源失电； 7）ATO系统发出紧急制动指令； 8）ATP系统发出紧急制动指令； 9）当列车运行时，如方向手柄拉至“0”位，则列车产生紧急制动。,三、快速制动,司控器的最后一位为“快速制动位”，施加快速制动的减速度与施加紧急制动的减速度相同，并优先使用电制动。,四、 坡道启动,列车设置坡道启动功能，其可以看作为常用制动的一种，如果坡道启动有效，列车将施加3级常用制动，因为： 在载荷状况为AW3，西安二号线的最大坡道上（35），,五、冲动限制,制动指令同时传递到所有车辆上。作用时间不属于时间延迟，常用制动在所有车上均以冲击极限（0.75m/s3）同
14、时实施。制动时间采用电子制动控制单元进行控制。 紧急制动同时在所有车上以机械的方式进行实施，由于安全的原因，将超过常用制动的“冲击极限”。,六、负载补偿（空重车调节）,每辆车的制动控制单元将检测两个空气簧的压力（对角检测）作为计算牵引力和制动力的依据。 常用制动称重为电子称重，通过压力传感器测量两个空气簧压力（对角）。电子称重信号从制动系统的电子控制单元传到牵引控制系统。 紧急制动作用通过空重量车调整阀实施载荷补偿。 如果一个空气簧压力信号出现过低或过高，系统将使用正常车的空气簧压力进行牵引和制动控制，如果两个均发生故障，车辆将按照空车进行控制。,七、车轮滑动保护,列车在常用制动、紧急制动模式
15、下均具有滑动保护功能，如图8-9所示。 制动过程中，如果轮轨间粘着力不足以满足制动要求，车轮会产生滑动损坏车轮，并会延长制动距离。车轮滑动保护就是要防止擦轮现象的发生，使列车充分利用粘着进行制动。 车体安装的防滑阀基于每根轴进行制动缸压力控制。每个单阀包括两个电磁阀，用以控制相应制动缸的空气压力。一个电磁阀控制制动缸的进风，另一个控制制动缸的排风。这两个阀的动作组合可形成三个不同状态： “充风” 两阀均失电，空气进入制动缸。 “保压”进风阀得电，排风阀失电，制动缸被隔离，空气压力恒定。 “排风” 两阀均得电，空气从制动缸排出。,图8-9 车轮滑动保护（WSP）结构图,每根轴的轴端均有速度传感器，产生车轴转速的信号，车轮滑动保护处理器监测这些信号。防滑系统确定相对轴速，并使用它们来检测是否有滑动发生，通过：检测一根轴的减速度是否超过设定值，此设定值高于所有正常制动状态下预计的最大值减速度；或检测车轮滑动保护系统监测的四根轴中的任一根轴的相对转速的改变。,1.轮滑检测,2.轮滑的恢复,当检测出车轮滑动时,车轮滑动保护系统通过本车的排放阀来降低相应车轴上制动缸的压力，从而控制滑行的深度。此系统可控制达到最理想的车轮滑行状态以充分利用粘着，确保尽可能减少制动距离和避免车轮的擦伤。,【实践与训练】,学习工作单,
